ID: 00022485
В однородное магнитное поле с индукцией B=0{,}02 Тл перпендикулярно линиям поля влетает заряженная частица со скоростью v=6\cdot10^5 м/с. Под действием поля частица движется по дуге окружности и вылетает из поля в точке B. Расстояние между точкой влёта A и точкой вылета B равно d=10 см. Найдите отношение заряда частицы к её массе \dfrac{q}{m}.
Источник: ЕГЭ 2026 основная волна, Дальний Восток
Частица влетает в магнитное поле, оно её закручивает, и она вылетает в другой точке. Нам известны поле, скорость и расстояние между точками входа и выхода, а найти надо «удельный заряд» — отношение заряда к массе. План такой: связать радиус дуги с расстоянием AB, а потом радиус — со вторым законом Ньютона.
Сначала геометрия. Частица влетает перпендикулярно границе поля, описывает полукруг и выходит. Значит точки A и B — это концы диаметра, а расстояние между ними и есть два радиуса:
d=2R\ \Rightarrow\ R=\dfrac{d}{2}Теперь физика. В поле частицу держит на окружности сила Лоренца F_\text{л}=qvB (угол 90^\circ, поэтому \sin\alpha=1). Эта сила играет роль центростремительной, поэтому по второму закону Ньютона:
qvB=\dfrac{mv^2}{R}Сократим на одну скорость v и перегруппируем, чтобы получить нужное отношение \dfrac{q}{m}:
\dfrac{q}{m}=\dfrac{v}{RB}Вместо радиуса подставим R=\dfrac{d}{2}, тогда двойка вылезет наверх:
\dfrac{q}{m}=\dfrac{2v}{dB}Осталось подставить числа. Не забудь перевести сантиметры в метры: d=10 см =0{,}1 м.
\dfrac{q}{m}=\dfrac{2\cdot6\cdot10^5}{0{,}1\cdot0{,}02}=6\cdot10^8\ \text{Кл/кг}Прикинем правдоподобность: у протона это отношение около 10^8 Кл/кг, у нас получилось 6\cdot10^8 — тот же порядок величины, значит это лёгкая заряженная частица. Похоже на правду.